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10-11 | 2016

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Special

Special Ressourceneffizienz Vorgaben Schlamm Betriebszeit Verbrauchseinzelkosten Finanzierung 20 m³/h mit 0,8 % TS 250 d/a, 24 h/d Wasser: 1,55 €/m³, Elektrizität: 0,13 €/kWh, pFM: 4,00 €/kgWS Annuitätendarlehen mit 6 % Zins, 15 Jahre Laufzeit, Restwert 0 Ergebnis in Jahreskosten OSE Dekanter Bandeindicker Kosten für Spülwasser 250 €/a 1 250 €/a Kosten für pFM-Wasser 396 €/a 1 860 €/a Kosten für pFM 3 072 €/a 9 600 €/a Kosten für Elektrizität 3 120 €/a 1 755 €/a Summe der variablen Kosten (Wasser, Elektrizität, pFM) 6 838 €/a 14 465 €/a Summe der Fixkosten ( = Finanzierung + Personal + …) Gesamtsumme der Jahreskosten 52 553 €/a 59 391 €/a 52 656 €/a 67 121 €/a Tabelle 2: Return on Investment, Rechenbeispiel 2. tenteils Methan, das für die Energieversorgung der Kläranlage genutzt wird. Um den vorhandenen Raum im Faulturm optimal zu nutzen, ist die Eindickung des Überschussschlammes notwendig. Als Ergebnis erhalten Betreiber von Kläranlagen eine gesteigerte Effizienz des Faulprozesses. Optional regelt der OSE Dekanter automatisch die Konzentration im eingedickten Schlamm. Dies ermöglicht eine gleichmäßige Beschickung des Faulturms – auch bei schwankenden Zulaufbedingungen. Der Sollwert von beispielsweise 7 % wird dabei konstant auf +/- 0,1 % eingehalten. Kostenreduzierung für kleine und mittlere Kläranlagen Ein OSE Dekanter ist speziell für die Schlammeindickung konstruiert und angepasst. Dadurch soll die Zentrifuge bessere Abscheidequalitäten erzielen. Neben einer gleichbleibenden Dickschlammkonzentration führt der geringe Polymerverbrauch von 1 bis 2 g/kg Trockensubstanz (TS) zu einer Entlastung der laufenden Ausgaben. Da die gewünschte Schlammkonzentration im Vergleich zur vollständigen Entwässerung niedrig ist, kommen Betreiber mit einer geringen Hauptdrehzahl aus. Folglich führt das zu einem deutlich reduzierten elektrischen Leistungsbedarf. Die automatische Regelung gleicht Schwankungen in der Schlammkonzentration aus. Gegenüber anderen Aggregaten zur Eindickung, wie Band-, Scheiben- und Schneckeneindicker, Faulturm der Kläranlage Landshut. Auch dort sind OSE-Dekanterzentrifugen im Prozess integriert. gibt es noch weitere Vorteile: > Der Energieverbrauch bleibt durch konstruktive Maßnahmen unter 0,2 kWh/m 3 . > Der Bedarf an Flockungshilfsmittel ist reduziert. Je nach Prozess ist der Betrieb auch ohne polymere Flockungshilfsmittel (pFM) möglich. Sollten pFM eingesetzt werden, dann nur in minimaler Dosierung von 0,5 bis 2,0 kg/t TS. > Kontinuierlich gute Trennergebnisse werden durch die automatische und unabhängige Regelung der Trommelund Schneckendrehzahl erreicht. > Wartungsfreundliches und leicht zugängliches Design sorgen für minimale Stillstands-Zeiten. Bilder: Flottweg > Es entsteht keine Gesundheitsbelastung für Anlagenpersonal durch Aerosolbelastung und kein Austreten von Schmutz oder Gerüchen durch ein geschlossenes System. > Ein größeres Sedimentationsvolumen, erzeugt durch konstruktive Details wie Tiefteich und Steilkonus, ermöglicht eine hohe Leistungsdichte. Dadurch ist der Platzbedarf im Verhältnis zur Durchsatzleistung gering. Zwei Rechenbeispiele verdeutlichen die Wirtschaftlichkeit der OSE Dekanter. Im ersten Fall (Tabelle 1) ist die Anlage nach 180 Betriebstagen wirtschaftlicher als der zum Vergleich herangezogene Bandeindicker. Im zweiten Beispiel (Tabelle 2) wird von einem kleineren Dekanter ausgegangen. Dabei werden der halbe Durchsatz und die doppelte Laufzeit zu Grunde gelegt. In diesem Fall rechnet sich die Anschaffung ebenfalls ab einem halben Jahr. Fazit Die Berechnungen zeigen, dass der OSE Dekanter eine Alternative zu anderen Methoden der maschinellen Klärschlamm-Eindickung ist. Selbst bei kleinen und mittelgroßen Kläranlagen ergeben sich Vorteile wie die kurzen Stillstandszeiten, der geringe Flockungsmittelbedarf und das große Sedimentationsvolumen auf kleinem Raum. Darüber hinaus erzeugen die Anlagen nur eine geringe Geruchsbelästigung und haben eine hohe Lebensdauer. Nils Engelke, Flottweg SE, Vilsbiburg, enge@flottweg.com 26 UmweltMagazin Oktober - November 2016

Ressourceneffizienz Special Neue Steuerung und Gebläse für energiesparenden Betrieb Stehen Modernisierungen von Kläranlagen an, sind es in der Regel die stetig sinkenden Grenzwerte bei Ammonium, Nitrat und Phosphat, die Investitionsentscheidungen vorantreiben. Doch es lohnt sich, die Energieeffizienz in die Planungen zu integrieren. Angesichts der Tatsache, dass die Luftversorgung in der Belebung oft mehr als 70 Prozent der Betriebs kosten in diesem Bereich ausmacht, wird klar, warum sich Effizienzverbesserungen lohnen. Die Kläranlage in Rheda-Wiedenbrück testet aktuell eine neue Verbund - steuerung für die Gebläsetechnik der Aerzener Maschinenfabrik GmbH. Die Kläranlage Rheda-Wiedenbrück hat einen Einwohnergleichwert von 326 000. Im Jahr 2013 begannen die Modernisierungsarbeiten des Abwasserbetriebs, an den sowohl die Bürger der Region Rheda-Wiedenbrück als auch Deutschlands größter Schlachtbetrieb für Schweine angeschlossen sind. Ein Projektziel bestand darin, die Biologie wirksamer mit Luft zu versorgen. Dies wurde erreicht, indem alte Belüftungsgitter durch neue ersetzt wurden, die 30 cm tiefer, unmittelbar am Boden der Belebungsbecken, eingebaut wurden. „Angesichts der Fläche der sechs Becken konnten wir so unser Bearbeitungsvolumen um einige Hundert Kubikmeter steigern“, sagt Abwassermeister Hendrik Wulfhorst. In der weiteren Folge bedeuten die 30 cm Raumgewinn auch einen Anstieg des System-Drucks von 30 mbar. Das war bei der Auslegung der Gebläsetechnik entsprechend zu berücksichtigen. Vor der Anlagenmodernisierung wurde die Biologie mit einem hohen Sauerstoffüberschuss in den Becken gefahren, um die Schwankungen bei den Einlaufwerten des Schlachthofbetriebs sicher aufzufangen. Das Ziel war, die Betriebskosten und den damit verbundenen CO 2 -Ausstoß zu reduzieren. Daher bestand ein klares Ziel des Projektes darin, die Belüftung der Becken künftig deutlich enger mit der schwankenden Abwasserfracht und dem daraus resultierenden Sauerstoffbedarf zu koppeln. Daraus folgte im ersten Schritt die bedarfsgerechte Drehzahlsteuerung der insgesamt vier Gebläse-Einheiten. Intelligentere Luftversorgung Die Sollwerte generiert die „Speicherprogrammierbare Steuerung“ (SPS) aus den Messdaten im Abwasser – hauptsächlich in Form von Ammonium- und Nitratkonzentrationen. Hinzu kommt eine intelligente Steuerung der Blendenregulierschieber, die langsam zufahren, wenn die geforderte Sauerstoffsättigung im Wasser des jeweiligen Beckens erreicht ist. Damit dies nicht zu höherem Druck und Widerstand in der Leitung führt, fährt die SPS parallel den Solldruck herunter. „Andernfalls würden wir Energie durch die Blendenregulierschieber vernichten, weil die Gebläse im Rahmen einer Konstant-Druckregelung gegen den durch die Blendenregulierschieber verursachten Druckverlust arbeiten müssen“, so Markus Haverkamp, Projektingenieur vom betreuenden Planer aqua consult Ingenieur GmbH, Hannover. Die Gleitdruckregelung soll deutlich intelligenter und effizienter sein. Für die Grundlastversorgung der Biologie, die abwechselnd aus belüfteten und unbelüfteten Becken einen Kreislauf mit drei Reinigungsstufen bildet, hat das beauftragte Ingenieurbüro unter anderem ein Turbogebläse von Aerzen ausgewählt. Turbogebläse für die Grundlast Der Typ AT150–0.8S-G5 erreicht mit einer Motor-Nennleistung von 143 kW einen Ansaugvolumenstrom von 4 800 m 3 /h bei einem Ansaugdruck von 1 bar und einem Enddruck von bis zu 1,8 bar. Für Cord Utermann, Vertriebsingenieur bei Aerzen, sind Turbogebläse klassische Vertreter energieoptimierter Grundlastmaschinen, die am besten innerhalb der Nennwertparameter 24 Stunden durchlaufen, da sie dann mit der höchsten Wirtschaftlichkeit in Betrieb sind. „Wie bei jeder Turbo-Technologie sinkt der energetische Wirkungsgrad, sobald die Geräte in den Teillastbereich gefahren werden“, sagt Uter- UmweltMagazin Oktober - November 2016 27

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